ILUMINACIÓN

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FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA CATEDRA: Ing. J. ROSCARDI 
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Iluminación 
Las ondas sonoras no se transmiten en el vacío, porque necesitan un medio, las ondas lumínicas, SI. Las 
ondas lumínicas pertenecen al grupo de ondas electromagnéticas. Otros ejemplos, pueden ser: ondas 
de radio, rayos x, microondas. En realidad ondas electromagnéticas emiten todos los cuerpos. 
La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas. Las ondas que se pueden propagar en el 
vacío se llaman ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. La luz es una radiación electromagnética. 
 CARACTERISTICAS DE LAS ONDAS ELECTROMAGNETICAS 
Las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío a la velocidad de 300000 km/s, que se conoce 
como "velocidad de la luz en el vacío" y se simboliza con la letra c (c = 300000 km/s). 
 
La velocidad de la luz en el vacío no puede ser superada por la de ningún otro movimiento existente en 
la naturaleza. En cualquier otro medio, la velocidad de la luz es inferior. 
Las ondas electromagnéticas Tienen: Velocidad, longitud de onda, frecuencia y tiempo 
La luz que nos llega del sol, la mayor parte del recorrido la hace en vacío. 
Velocidad del sonido: 340 m/seg 
Velocidad de la luz (en vacío el máximo): 300.000 Km/seg 
Hay una parte de la luz que se ve y otra que no se ve: 
 ALGUNAS PROPIEDADES DE LA LUZ: 
1. La luz se propaga en línea recta. La línea recta que representa la dirección y el sentido de la 
propagación de la luz se denomina rayo de luz (el rayo es una representación, una línea sin 
grosor, no debe confundirse con un haz, que sí tiene grosor). 
Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras. Una 
sombra es una silueta oscura con la forma del objeto. 
2. La luz se refracta 
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La refracción de la luz es el cambio de dirección que experimentan los rayos luminosos al pasar 
de un medio a otro en el que se propagan con distinta velocidad. Por ejemplo, al pasar del aire 
al agua, la luz se desvía, es decir, se refracta. 
La dispersión de la luz, una manifestación de la refracción 
La luz blanca es una mezcla de colores: si un haz de luz blanca atraviesa un medio dispersor, como, por 
ejemplo, un prisma, los colores se separan debido a que tienen diferentes índices de refracción. 
 
Cada color se caracteriza por su longitud de onda 
Ej: Rojo: 0,7 micrómetro, milésima parte del metro 
Ej: Violeta: 0,4 micrómetros 
3. La luz se refleja 
La reflexión de la luz se representa por medio de dos rayos: el que llega a una superficie, rayo 
incidente, y el que sale "rebotado" después de reflejarse, rayo reflejado. 
Si se traza una recta perpendicular a la superficie (que se denomina normal), el rayo incidente 
forma un ángulo con dicha recta, que se llama ángulo de incidencia que resulta igual ángulo del 
rayo reflejado 
¿Por qué vemos los objetos? 
Podemos ver los objetos que nos rodean porque la luz que se refleja en ellos llega hasta nuestros 
ojos. 
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 LA LUZ Y LA MATERIA: los colores de las cosas 
La materia se comporta de distintas formas cuando interacciona con la luz: 
- Transparentes: Permiten que la luz se propague en su interior en una misma dirección, de modo 
que vuelve a salir. Así, se ven imágenes nítidas. Ejemplos: Vidrio, aire, agua, alcohol, etc. 
- Opacos: Estos materiales absorben la luz o la reflejan, pero no permiten que los atraviese. Por 
tanto, no se ven imágenes a su través. Ejemplos: Madera. metales, cartón, cerámica, etc. 
- Translúcidos: Absorben o reflejan parcialmente la luz y permiten que se propague parte de ella, 
pero la difunden en distintas direcciones. Por esta razón, no se ven imágenes nítidas a su través. 
Ejemplos: folio, tela fina, papel cebolla, etc. 
 
La luz blanca se compone de los diferentes colores del arco iris: violeta, azul, verde, amarillo, naranja 
y rojo. 
En realidad, existen tres colores: rojo, verde y azul, llamados colores primarios, que al mezclarse en 
diferentes proporciones dan lugar a todos los demás. Si se mezclan en las mismas cantidades producen 
luz blanca. 
Color por reflexión: La mayor parte de los materiales pueden absorber ciertos colores y reflejar otros. 
El color o los colores que reflejan son los que percibimos como el color del cuerpo. Por ejemplo, un 
cuerpo es amarillo porque absorbe todos los colores y sólo refleja el amarillo. 
Un cuerpo es blanco cuando refleja todos los colores y un cuerpo es de color negro cuando absorbe 
todos los colores y no refleja nada (Los cuerpos negros se perciben gracias a que reflejan difusamente 
parte e la luz; de lo contrario no serían visibles). 
El blanco refleja todos los colores 
El negro absorbe todos los colores 
 Si tengo una carpeta roja, iluminada con luz amarilla, la veo negra. 
 Si tengo una carpeta amarilla, iluminada con luz amarilla, la veo amarilla. 
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 Si tengo una carpeta blanca, iluminada con luz amarilla, la veo amarilla. 
MAGNITUDES Y UNIDADES DE MEDIDA 
La luz, al igual que las ondas de radio, los rayos X o los gamma es una forma de energía. Si la energía se 
mide en Joules (J) en el Sistema Internacional, para qué necesitamos nuevas unidades. La razón es más 
simple de lo que parece. No toda la luz emitida por una fuente llega al ojo y produce la misma 
sensación luminosa, ni toda la energía que consume, por ejemplo, una lámpara se convierte en luz. 
Todo esto se ha de evaluar de alguna manera y para ello definiremos nuevas magnitudes: el flujo 
luminoso, Intensidad Luminosa, Iluminación, Eficacia o Rendimiento. 
 Flujo Luminoso 
Una de las características de una fuente de luz es el: 
FLUJO LUMINOSO = = Cantidad de energía que transporta esa onda luminosa = energía/tiempo = (el 
watt ahora no es apropiado) ahora Lumen (lm) 
Para hacernos una primera idea consideraremos dos bombillas, una de 25 W y otra de 60 W. Está claro 
que la de 60 W dará una luz más intensa. Pues bien, esta es la idea: ¿cuál luce más? o dicho de otra 
forma ¿cuánto luce cada bombilla? 
 
Cuando hablamos de 25 W o 60 W nos referimos sólo a la potencia consumida por la bombilla de la 
cual solo una parte se convierte en luz visible, es el llamado flujo luminoso. Podríamos medirlo en 
watts (W), pero parece más sencillo definir una nueva unidad, el lumen, que tome como referencia la 
radiación visible. Empíricamente se demuestra que a una radiación de 555 nm de 1 W de potencia 
emitida por un cuerpo negro le corresponden 683 Lúmen. 
Se define el flujo luminoso como la potencia (W) emitida en forma de radiación luminosa a la que el 
ojo humano es sensible. Su símbolo es y su unidad es el lumen (lm). A la relación entre watts y 
lúmenes se le llama equivalente luminoso de la energía y equivale a: 
1 watt-luz a 555 nm = 683 lm 
Flujo luminoso 
Símbolo: 
Unidad: lumen (lm) 
 
 Ángulo sólido 
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Para explicar el ángulo sólido ( ) pensemos en un punto O situado a 
una distancia r de una superficie S no necesariamente plana. Ahora, 
formemos un cono con vértice en O cuyas generatrices pasen por el 
contorno de S. A continuación hagamos una esfera de radio uno con 
centro en O. Al área de la superficie de la esfera interceptada por el 
cono (en rojo en el dibujo) se la conoce por ángulo sólido y su valor 
es: 
 
Su unidad es el estereorradián (sr). 
W = Superficie/d2 [Stereoradianes] 
 Intensidad Luminosa 
El flujo luminoso nos da una idea de la cantidad de luz que emite una fuente de luz, por ejemplo una 
bombilla, en todas las direcciones del espacio. Por contra, si pensamos en un proyector es fácil ver que 
sólo ilumina en una dirección. Parece claro que necesitamos conocer cómo se distribuye el flujo en 
cada dirección del espacio y para eso definimos la intensidad luminosa. 
 
 
 
Diferencia entre flujo e intensidadluminosa. 
Se conoce como intensidad luminosa al flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en una 
dirección concreta. Su símbolo es I y su unidad la candela (cd). 
Intensidad luminosa 
 
Símbolo: I 
 
Unidad: candela 
(cd) 
Intensidad Luminosa = I = /W [I] = Lumen (lm) / Stereorradianes (sr) = Candela (CD) 
 Iluminancia ó Iluminación 
Quizás haya jugado alguna vez a iluminar con una linterna objetos situados a diferentes distancias. Si 
se pone la mano delante de la linterna podemos ver esta fuertemente iluminada por un círculo 
pequeño y si se ilumina una pared lejana el circulo es grande y la luz débil. Esta sencilla experiencia 
recoge muy bien el concepto de iluminancia ó iluminación. 
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Concepto de iluminación. 
Se define iluminanción o iluminancia de una superficie, como el flujo luminoso recibido por unidad de 
superficie. Su símbolo es E y su unidad el lux (lx) que es un lm/m2. 
Iluminancia normal a la 
superficie S 
 
Símbolo: E 
 Unidad: lux 
(lx) 
Iluminación en una superficie = E = ( /S ) cos unidades de [E] = Lm/m2 = Lux (Lx) 
Iluminación en un punto = E =( I . /d2 )) cos 
 
VALORES TIPICOS DE ILUMINACION (Los valores de iluminación dependes de cada tarea y se pueden 
obtener de la Ley Nacional de Higiene y seguridad del Trabajo y el decreto 351/79) 
En lugares de circulación: entre 50 y 100 lux 
En lugares de trabajo: 500 Lux / Quirófanos: 5000 Lux 
 Rendimiento luminoso o eficiencia luminosa 
Ya mencionamos al hablar del flujo luminoso que no toda la energía eléctrica consumida por una 
lámpara (bombilla, fluorescente, etc.) se transformaba en luz visible. Parte se pierde por calor, parte 
en forma de radiación no visible (infrarrojo o ultravioleta), etc. 
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Para hacernos una idea de la porción de energía útil definimos el rendimiento luminoso como el 
cociente entre el flujo luminoso producido y la potencia eléctrica consumida, que viene con las 
características de las lámparas (25 W, 60 W...). Mientras mayor sea mejor será la lámpara y menos 
gastará. La unidad es el lumen por watt (lm/W). 
Rendimiento luminoso 
 
 Símbolo: 
 Unidad: lm / W 
Eficiencia ó Eficacia o Rendimiento = = /Pot.Electrica [Lm/Watt] 
Esta idea de eficacia o eficiencia luminosa , nos permite compara distintos tipos de lámparas y , ver 
cual es la que mas conviene./ VER MAS ADELANTE EFICIENCIA ENERGETICA EN ILUMINACION./ 
Iluminación en los centros de trabajo 
La fatiga visual se ocasiona si los lugares de trabajo y las vías de circulación no disponen de suficiente 
iluminación, ya sea natural o artificial, adecuada y suficiente durante la noche y cuando no sea 
suficiente la luz natural. 
Las instalaciones de iluminación de los locales, de los puestos de trabajo y de las vías de circulación 
deberían estar colocadas de tal manera que el tipo de iluminación previsto no suponga riesgo de 
accidente para los trabajadores. 
Los locales, los lugares de trabajo y las vías de circulación en los que los trabajadores estén 
particularmente expuestos a riesgos en caso de avería de la iluminación artificial deben contar con una 
iluminación de seguridad de intensidad suficiente. 
La iluminación deficiente ocasiona fatiga visual en los ojos, perjudica el sistema nervioso, ayuda a la 
deficiente calidad de trabajo y es responsable de una buena parte de los accidentes de trabajo. Un 
sistema de iluminación debe cumplir los siguientes requisitos: 
 La iluminación tiene que ser suficiente y la necesaria para cada tipo de trabajo. 
 La iluminación tiene que ser de un valor constante y uniformemente distribuida para evitar la 
fatiga de los ojos, que deben acomodarse a la intensidad variable de la luz. Deben evitarse 
contrastes violentos de luz y sombra, y las oposiciones de claro y oscuro. 
 Los focos luminosos tienen que estar colocados de manera que no deslumbren ni produzcan 
fatiga a la vista debido a las constantes acomodaciones. 
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Eficiencia Energética en Iluminación 
El rendimiento lumínico de las lámparas incandescentes es de 10 lumen / watio. Las halógenas 20 
lumen / watio. Su vida útil de 1000 a 2000 horas. 
La lámpara halógena es una variante de la lámpara incandescente con un filamento de 
tungsteno dentro de un gas inerte y una pequeña cantidad de halógeno (como yodo o bromo). 
El filamento y los gases se encuentran en equilibrio químico, mejorando el rendimiento del 
filamento y aumentando su vida útil. El vidrio se substituye por un compuesto de cuarzo, que 
soporta mucho mejor el calor (lo que permite lámparas de tamaño mucho menor, para 
potencias altas). 
Algunas de estas lámparas funcionan a baja tensión (por ejemplo 12 voltios), por lo que 
requieren de un transformador para su funcionamiento. (ej: dicroicas) 
La lámpara halógena tiene un rendimiento un poco mejor que la incandescente: 18, 22 lm/W y 
su vida útil se aumenta hasta las 2.000 y 4.000 horas de funcionamiento. 
Las lámparas de mercurio de alta presión alcanzan un rendimiento de 40 a 55 lumen / watt y su 
duración de vida es de 15000 horas. Se utilizan en la iluminación pública o de grandes espacios. 
Las lámparas de mercurio halogenadas incluyen un aditivo de halogenuro metálico que agrega más 
bandas de emisión, con lo cual su rendimiento lumínico alcanza los 80 lumen / watt. Se usan para 
alumbrado interior o exterior de fachadas, monumentos... 
Las lámparas de sodio de alta presión alcanzan un rendimiento de 100 a 120 lumen / watt, con una 
duración de vida de hasta 16000 horas. Se usan en alumbrado público. 
Los tubos fluorescentes tienen un rendimiento de 60-80 lumen / watt, con una duración de vida de 
10000 horas. Utilizados en iluminación interior. 
Las bombillas de bajo consumo, propiamente denominadas "compact fluorescent lamp" - CFL tienen 
un rendimiento algo menor que el de un fluorescente clásico, 55 lumen / watt. 
Los diodos emisores de luz (LED) alcanzan un rendimiento de 100 a 120 lumen / watt y se usan en 
iluminación de interiores, lámparas de estudio, vitrinas y en usos arquitecturales. 
 
Existen diversas tecnologías de control de la iluminación : regulación de potencia, sensores de 
proximidad, combinación luz natural - luz artificial, doble iluminación e iluminación selectiva, QUE 
PERMITEN MEJORAR EL AHORRO ENERGETICO./ 
HAY OTROS CONCEPTOS QUE RECOMENDAMOS VER : 
 TEMPERATURA DE COLOR // 
 INDICE DE REPRODUCCION CROMATICA